火星地壳比以前想象的更复杂进化

一项新的研究发现，火星上的原始地壳比以前想象的更复杂、更进化。研究人员已经确定火星地壳的化学元素硅含量更高，这可能意味着火星的原始表面可能与地球的第一个地壳相似。

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火星上的早期地壳可能比以前想象的更复杂——它甚至可能与我们自己星球的原始地壳相似。

火星表面是均匀的玄武岩，是数十亿年火山活动和表面流动熔岩最终冷却的产物。由于火星没有像地球上的大陆移动那样经历全面的表面重塑，科学家们认为火星的地壳历史是一个相对简单的故事。

但在一项新的研究中，研究人员发现这颗红色星球南半球的硅(一种化学元素)浓度高于纯玄武岩环境中的预期。撞击火星的太空岩石暴露了二氧化硅的浓度，挖掘出埋在地表以下数英里处的物质，揭示了隐藏的过去。

爱荷华大学地球与环境科学系助理教授、该研究的通讯作者ValeriePayré说：“成分中含有更多的二氧化硅，使岩石不是玄武岩，而是我们所说的成分更加进化。”“这告诉我们火星上形成的地壳肯定比我们所知道的更复杂。所以，更多的是了解这个过程，特别是它对地壳最初形成的意义。”

科学家认为火星大约在45亿年前形成。这颗红色星球究竟是如何形成的仍然是个谜，但有一些理论。一种观点认为，火星是由太空中岩石的巨大碰撞形成的，由于其强烈的热量，产生了一种完全液化的状态，也被称为岩浆海洋。理论认为，岩浆海洋逐渐冷却，产生了一层外壳，就像一层皮肤，这将是奇异的玄武岩。

另一种理论认为，岩浆海洋并非包罗万象，火星上第一层地壳的部分来源不同，其二氧化硅浓度与玄武岩不同。

佩雷和她的研究伙伴分析了火星勘测轨道器为地球南半球收集的数据，之前的研究表明该地区是最古老的地区。研究人员发现了九个地点——例如火山口和地形中的裂缝——富含长石，长石是一种与熔岩流相关的矿物，其硅质比玄武质多。

“这是第一个线索，”Payré说。“正是因为这些地形富含长石，我们才探索了那里的二氧化硅浓度。”

此前曾在火星其他地区发现过长石，但进一步分析表明，这些地区的化学成分更偏玄武。这并没有阻止研究人员，他们转向另一种称为THEMIS的仪器，该仪器可以通过火星表面的红外波长反射检测二氧化硅浓度。根据THEMIS的数据，该团队确定他们选择的位置的地形比玄武岩更硅质。

进一步证实了他们的观察，在撒哈拉沙漠发现的陨石，如ErgChech002，大致可追溯到太阳系的诞生，显示出与团队在火星九个地点观察到的相似的硅和其他矿物成分。

研究人员还将地壳的年代确定为大约42亿年，这将使其成为迄今为止在火星上发现的最古老的地壳。

Payré说她对这一发现感到有点惊讶。

她说：“地表有漫游者观察到比玄武质更硅质的岩石。”“所以，有人认为地壳可能是更多的硅质。但我们从来不知道，我们仍然不知道早期地壳是如何形成的，或者它有多古老，所以它仍然是一个谜。”

虽然火星的地壳起源仍然笼罩着，但地球的地壳历史就更不清楚了，因为数十亿年来大陆板块的移动，我们星球原始地壳的任何遗迹都早已被抹去。尽管如此，这一发现可能会提供对地球起源的见解。

“我们从一开始就不知道我们星球的地壳;我们甚至不知道生命何时首次出现，”Payré说。“许多人认为这两者可能相关。因此，了解很久以前的地壳是什么样子可以帮助我们了解我们星球的整个演化过程。”

Payré作为北亚利桑那大学的博士后研究员进行了这项研究。她于8月加入UI。

这项名为“通过光谱学揭示了火星上暴露的进化早期地壳”的研究于11月4日在线发表在《地球物理研究快报》杂志上。

特约作者是来自亚利桑那州北部的MarkSalvatore和ChristopherEdwards。

NASA通过火星科学实验室参与科学家计划和火星奥德赛THEMIS项目资助了这项研究。